C#中為多線程變數提供原子操作的類Interlocked

           最近在工作中經常用到了多線程來處理問題，但是關於多線程共用變數的問題就需要解決了。還好.net為我們提供了InterLocked類，它可是微軟專門為多個線程共用的變數提供原子操作的類。我們經常用到的方法之一是Interlocked.Increment()和Interlocked.Decrement()。

如下是MSDN上關於這2個方法的介紹：

Increment 和
Decrement 方法遞增或遞減變數並將結果值儲存在單個操作中。
在大多數電腦上，增加變數操作不是一個原子操作，需要執行下列步驟：

1. 將執行個體變數中的值載入到寄存器中。

2. 增加或減少該值。

3. 在執行個體變數中儲存該值。

如果不使用
Increment 和
Decrement，線程會在執行完前兩個步驟後被搶先。
然後由另一個線程執行所有三個步驟。
當第一個線程重新開始執行時，它覆蓋執行個體變數中的值，造成第二個線程執行增減操作的結果丟失。

關於Interlocked類的更詳細介紹我們可以參考MSDN上的介紹：

http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.threading.interlocked%28v=VS.100%29.aspx。

其實我們還有另外一直方法在多線程中鎖定變數或者檔案等進行操作，如下所示：

lock ()
{

//do something...

}

通常，應避免鎖定 public 類型，否則執行個體將超出代碼的控制範圍。常見的結構 lock (this)、lock (typeof (MyType)) 和 lock ("myLock") 違反此準則：如果執行個體可以被公用訪問，將出現C# lock this問題。如果 MyType 可以被公用訪問，將出現 lock (typeof (MyType)) 問題。由於進程中使用同一字串的任何其他代碼將共用同一個鎖，所以出現 lock(“myLock”) 問題。來看看C# lock this問題:如果有一個類Class1，該類有一個方法用lock(this)來實現互斥：

 

  
publicvoidMethod2()  
  
{  
  
lock(this)  
  
{  
  
System.Windows.Forms.MessageBox.Show("Method2End");  
  
}  
  
} 
 

如果在同一個Class1的執行個體中,該Method2能夠互斥的執行。但是如果是2個Class1的執行個體分別來執行Method2,是沒有互斥效果的。因為這裡的lock,只是對當前的執行個體對象進行了加鎖。

Lock(typeof(MyType))鎖定住的物件範圍更為廣泛，由於一個類的所有執行個體都只有一個類型對象（該對象是typeof的返回結果），鎖定它，就鎖定了該對象的所有執行個體，微軟現在建議，不要使用lock(typeof(MyType)),因為鎖定類型對象是個很緩慢的過程，並且類中的其他線程、甚至在同一個應用程式定義域中啟動並執行其他程式都可以訪問該類型對象，因此，它們就有可能代替您鎖定類型對象，完全阻止您的執行，從而導致你自己的代碼的掛起。

鎖住一個字串更為神奇，只要字串內容相同，就能引起程式掛起。原因是在.NET中，字串會被暫時存放，如果兩個變數的字串內容相同的話，.NET會把暫存的字串對象分配給該變數。所以如果有兩個地方都在使用lock(“my lock”)的話，它們實際鎖住的是同一個對象。到此，微軟給出了個lock的建議用法：鎖定一個私人的static 成員變數。

.NET在一些集合類中（比如ArrayList,HashTable，Queue，Stack）已經提供了一個供lock使用的對象SyncRoot，用Reflector工具查看了SyncRoot屬性的代碼，在Array中，該屬性只有一句話:return this,這樣和lock array的當前執行個體是一樣的。ArrayList中的SyncRoot有所不同

 

  
get  
  
{  
  
if(this._syncRoot==null)  
  
{  
  
Interlocked.CompareExchange(refthis._syncRoot,newobject(),null);  
  
}  
  
returnthis._syncRoot; 
 

要特別注意的是MSDN提到：從頭到尾對一個集合進行枚舉本質上並不是一個安全執行緒的過程。即使一個集合已進行同步，其他線程仍可以修改該集合，這將導致枚舉數引發異常。若要在枚舉過程中保證安全執行緒，可以在整個枚舉過程中鎖定集合：

 

  
QueuemyCollection=newQueue();  
  
lock(myCollection.SyncRoot){  
  
foreach(ObjectiteminmyCollection){  
  
//Insertyourcodehere.  
  
}  
  
}